Het belangrijkste verschil tussen spin-baankoppeling en het Russell-Saunders-effect is dat spin-baankoppeling de interactie beschrijft tussen de spin van een deeltje met zijn orbitale beweging, terwijl het Russell-Saunders-koppelingseffect de koppeling beschrijft van orbitale hoekmomenten van meerdere elektronen.
De term koppeling in de analytische chemie verwijst voornamelijk naar de interactie tussen chemische componenten zoals orbitalen en elektronen. Spin-orbit-koppeling en Russel-Saunders-effect zijn twee van dergelijke koppelingsvormen. Over het algemeen wordt het Russell-Saunders-effect genoemd als LS-koppeling en verwijst het naar de interactie tussen hoekmomenten van L- en S-orbitalen.
Wat is Spin-Orbit-koppeling?
Spin-baankoppeling is een soort interactie tussen de spin van een deeltje en zijn beweging binnen een potentiaal. Het is een soort relativistische interactie. Een veelvoorkomend voorbeeld in de chemie voor spin-baankoppeling is de spin-baaninteractie die leidt tot de verschuivingen in de atoomenergieniveaus van een elektron als gevolg van de elektromagnetische interactie tussen de magnetische dipool van een elektron en zijn baanbeweging, samen met de elektrostatische veld van de positief geladen atoomkern. We kunnen spin-baankoppeling detecteren als een splitsing van spectraallijnen. Het verschijnt als een Zeeman-effect dat wordt geproduceerd door twee relativistische effecten: het schijnbare magnetische veld gezien vanuit het perspectief van het elektron en het magnetische moment van het elektron.
Figuur 01: Potentieel voor spin-baankoppeling
Het fenomeen spin-baankoppeling is belangrijk op het gebied van spintronica om de elektronen in halfgeleiders en andere materialen te geleiden. Bovendien is spin-baankoppeling de oorzaak van magnetokristallijne anisotropie en het spin-hall-effect. We kunnen spin-baankoppeling waarnemen in atoomenergieniveaus en ook in vaste stoffen.
Wat is het Russell-Saunders-effect?
Russell-Saunders-effect is een type koppelingseffect in de analytische chemie waarbij alle impulsmomenten van verschillende elektronen sterk aan elkaar zijn gekoppeld, waardoor het totale elektronische orbitale impulsmoment van het atoom wordt gevormd. Dit fenomeen wordt meestal LS-koppeling genoemd omdat L staat voor orbitaal impulsmoment en S staat voor spinimpulsmoment. Dit is een van de eenvoudigste koppelingsschema's in de chemie.
Figuur 02: LS-koppeling
Russell-Saunders-koppeling kan voornamelijk worden waargenomen bij lichte atomen die meestal een waarde hebben die kleiner is dan 30 voor het atoomnummer. In deze kleine atomen interageert (s) elektronenspin (s) met elkaar, waardoor een totaal spin-impulsmoment (S) wordt gevormd. Hetzelfde proces gebeurt met elektronenorbitalen (l) die een totaal baanimpulsmoment (L) vormen. De interactie tussen deze L- en S-momenta wordt LS-koppeling of Russell-Saunders-effect genoemd. In grote magnetische velden kunnen we deze twee momentele ontkoppeling echter waarnemen. Daarom is dit fenomeen geschikt voor systemen met kleine en zwakke externe magnetische velden.
Wat is het verschil tussen spin-baankoppeling en het Russell-Saunders-effect?
De term koppeling in de analytische chemie verwijst voornamelijk naar de interactie tussen chemische componenten zoals orbitalen en elektronen. Het belangrijkste verschil tussen spin-baankoppeling en het Russell-Saunders-effect is dat spin-baankoppeling de interactie beschrijft tussen de spin van een deeltje en zijn orbitale beweging, terwijl het Russell-Saunders-koppelingseffect de koppeling van orbitale hoekmomenten van verschillende elektronen beschrijft.
Hieronder is een samenvatting van het verschil tussen spin-baankoppeling en Russell-Saunders-effect in tabelvorm.
Samenvatting – Spin-baankoppeling versus Russell-Saunders-effect
De term koppeling in de analytische chemie verwijst voornamelijk naar de interactie tussen chemische componenten zoals orbitalen en elektronen. Het belangrijkste verschil tussen spin-baankoppeling en het Russell-Saunders-effect is dat spin-baankoppeling de interactie beschrijft tussen de spin van een deeltje met zijn 'orbitale beweging, terwijl het Russell-Saunders-koppelingseffect de koppeling van orbitale hoekmomenten van verschillende elektronen beschrijft.
